Decadencia del par de manchas solares aclara las propiedades de las características magnéticas móviles cercanas.

30 de enero de 2024 característica

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por David Appell, Phys.org

Los científicos que estudian las manchas solares han encontrado pistas importantes sobre las características magnéticas en su descomposición que ayudarán a comprender la evolución y el origen real de estos fenómenos magnéticos misteriosos. Los hallazgos se publican en The Astrophysical Journal.

Comprender las manchas solares es crucial para entender el ciclo solar, el cambio periódico de aproximadamente 11 años que cambia la producción de energía del sol y la frecuencia e intensidad de las llamaradas que envía al espacio, lo que puede influir negativamente en los satélites y las redes eléctricas en la Tierra. (El "ciclo" solar puede tener una duración de ocho a 14 años.)

Las manchas solares parecen bastante simples desde la distancia, pero son áreas complejas donde la luz del sol queda atrapada por campos magnéticos retorcidos. Son regiones temporales de temperatura reducida que aparecen como manchas oscuras en la superficie del sol, donde el flujo magnético constrictivo suprime la convección que lleva el calor interno del sol a la superficie. Una mancha solar tiene aproximadamente el tamaño de la Tierra y a menudo aparecen en pares.

Tampoco se comprende bien la descomposición de las manchas solares. La umbra central de una mancha solar es oscura y tiene los campos magnéticos más fuertes; la penumbra circundante, que puede rodear múltiples manchas solares, es más brillante (pero aún más oscura que el sol) y está compuesta por regiones alargadas llamadas filamentos penumbrales.

Las manchas solares completamente formadas están rodeadas de regiones granulares de convección y estas pueden formar células de foso llamadas células mote, que son principalmente regiones anulares no magnéticas. Las células mote se extienden de 10 a 20 millones de metros más allá del límite de la penumbra de la mancha solar.

Dentro de la célula mote está el flujo mote, un flujo lento y radialmente externo de plasma dirigido hacia el exterior desde el centro del sol, es decir, lejos de la mancha solar. Luego, dentro de estos movimientos, hay pequeñas características magnéticas en movimiento (MMFs) que migran lejos de la mancha solar y dependen de los campos magnéticos en la penumbra de la mancha solar.

Científicos de China observaron dos manchas solares adyacentes durante siete días en 2022, con datos tomados por el Helioseismic and Magnetic Imager a bordo del Solar Dynamics Observatory (lanzado en 2010) y se enfocaron en la relación entre la disminución del flujo magnético de las dos manchas solares y el transporte del flujo magnético por los MMFs. ('El flujo magnético' se puede imaginar como la salida o entrada de líneas de campo magnético a través de un área delimitada.)

Las manchas solares giraron en sentido antihorario una alrededor de la otra aproximadamente 13 grados por día durante los primeros cinco días, luego la rotación se detuvo. Determinando los límites de la umbra y las penumbras mediante cambios en la intensidad solar en comparación con la media de la región tranquila del sol, observaron campos de velocidad horizontal del plasma, que a su vez dieron estimaciones del flujo magnético de los MMFs.

Las manchas solares en el par se descompusieron a una velocidad de aproximadamente 15 millones de km2 por día, un área aproximadamente del tamaño de la Antártica. Correspondientemente, la tasa de disminución del flujo magnético a través de la mancha solar es del orden de 1020 maxwells por día, donde un maxwell (Mx) es la unidad de flujo magnético, igual a un gauss por cm2. (El campo magnético de la Tierra, aunque variable, es de aproximadamente 0.2 a 0.6 gauss.)

Dentro de esto, los MMFs, volúmenes magnéticos a pequeña escala que se alejan radialmente de su mancha solar, tenían un tamaño de aproximadamente 2 segundos de arco visto desde la Tierra y se mueven a aproximadamente 400 metros por segundo.

La relación entre la pérdida de flujo magnético de una mancha solar en descomposición y los MMFs aún es un misterio. Pero los parámetros cuantitativos medidos aquí establecen que 'la formación de características magnéticas en movimiento depende de los campos magnéticos de la penumbra', dijeron Yang Peng y Zhike Xue por correo electrónico, autores, respectivamente, del Yunnan Observatory of the Chinese Academy of Sciences y la University of Chinese Academy of Sciences.

'Nuestros resultados muestran que un gran número de MMFs también se generará en la región sin penumbra, y los MMFs verticales (MMFs cuyo campo magnético es vertical) en esta región han aumentado considerablemente en comparación con los de la penumbra, lo que está estrechamente relacionado con la umbra desnuda en el gránulo.'

Estas observaciones sugieren que esos MMFs con campos magnéticos verticales están estrechamente relacionados con la desintegración de las manchas solares, y la mayoría de los MMFs de la región de brecha entre las dos manchas solares pueden originarse directamente de la umbra de la mancha solar.

'Los resultados proporcionan posibles pistas sobre el origen real de los MMFs', dijeron Peng y Xue.

Journal information: Astrophysical Journal

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